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真空电子束熔炼炉有四种工艺变化

2024-09-20

真空电子束熔炼炉通常以其卓越的精炼能力而著称，并且热源和功率分配具有高度的灵活性。也就是说，真空电子束熔炼炉使用真空中的高能电子束作为将热量传递给被熔炼金属的手段。

因此，真空电子束熔炼炉非常适合在水冷、无陶瓷铜模的高真空条件下重熔和精炼金属和合金。电子束工艺用于生产难熔和活性金属，如钽、钛、铌、钨及其合金。电子束炉使用热阴极产生电子和高电压，以快速熔化金属。真空电子束熔炼炉的功能与电弧炉相同。

真空电子束熔炼炉在电子工业用超纯溅射材料、合金制造以及钛废料回收利用中起着重要作用。

电子束熔化过程是如何发生的：电子束枪代表高功率热源，其束斑处的温度能够超过所有金属的熔化和蒸发温度。

通过磁偏转和高频快速扫描，电子束可以有效地对准多种形状的目标，使其成为重熔技术中最灵活的热源。

电子束撞击目标时的典型功率密度为 100W/cm2.根据熔化金属的性质，功率传输效率约为 50-80%。

由于电子束熔化是一种表面加热方法，它只能以可接受的熔化速度产生浅熔池，这对铸锭结构的孔隙率、偏析等有积极的影响。

过热金属池表面暴露在1-0.0001Pa的高真空环境中，可使熔融金属得到极好的脱气。

蒸气压高于基材的金属和非金属成分被选择性地蒸发，从而产生所需的高纯度锭材。

沿熔体表面快速扫描光束点可避免局部过热并实现合金的持续生产。

真空电子束熔炼炉有四种工艺变化：

滴熔——处理难熔金属(例如钽和铌等)的传统方法。棒状原材料通常水平进料，并直接滴熔到拉模中。通过拉出正在生长的锭的底部来保持液池水平。精炼基于脱气和选择性蒸发。对于重复重熔，采用垂直进料。

冷炉床精炼 - 电子束冷心精炼对于活性金属的加工和回收非常重要。原料在水冷铜炉床的后部滴熔，然后从那里溢流到拉模中。在熔料在炉床系统中停留期间，除了上述精炼机制外，还实现了高密度和低密度夹杂物的重力分离。炉床必须尺寸合适，以提供足够的熔融金属停留时间，从而实现高密度和低密度夹杂物的重力分离。

按钮熔炼-按钮熔炼用于对高温合金样品进行彻底评估，以确定低密度非金属夹杂物的类型和数量。该设备具有程序化自动样品熔炼和受控定向凝固功能。低密度夹杂物(通常是氧化物)浮在熔池表面，并集中在凝固按钮顶部的中心。

浮区熔炼-浮区熔炼是生产最高纯度金属的古老的技术之一。

真空电子束熔炼炉采用半自动控制模式运行。工艺自动化包括：

真空泵系统

真空压力控制

冷却水系统

进料速度和锭材拉出速度

基于处理器的高压和发射电流控制

基于PC的自动光束功率分配、数据采集和归档。

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